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Windows平臺(tái)下針對(duì)C/C++項(xiàng)目的內(nèi)存泄漏檢測(cè)方法

     由于語(yǔ)言在自動(dòng)內(nèi)存管理上的欠缺，C/C++在內(nèi)存管理上從來(lái)都是需要程序員小心處理的一個(gè)方面，當(dāng)項(xiàng)目代碼上了一定規(guī)模，內(nèi)存消耗和泄漏就會(huì)成為程序穩(wěn)定運(yùn)行的第一大敵。如果不在項(xiàng)目之初就建立內(nèi)存管理和泄漏檢測(cè)機(jī)制，后面蛋疼的問(wèn)題就會(huì)接踵而來(lái)。這篇文章著重討論內(nèi)存泄漏檢測(cè)，而內(nèi)存管理與具體項(xiàng)目類(lèi)型關(guān)系密切，后面有時(shí)間我會(huì)著重游戲項(xiàng)目來(lái)討論。

     內(nèi)存泄漏檢測(cè)的基本步驟是：1）包裝（重載）內(nèi)存分配/釋放API；2）進(jìn)行內(nèi)存分配時(shí)記下相關(guān)信息：地址、大小、調(diào)用棧；3）釋放時(shí)清除之前記錄的對(duì)應(yīng)信息；4）程序退出時(shí)（確保在所有內(nèi)存釋放操作完成之后），輸出剩下的記錄。其中，對(duì)進(jìn)行分配操作是的調(diào)用?；厮菔莻€(gè)重點(diǎn)信息，它能夠幫助我們找出內(nèi)存泄漏代碼。

     Windows中的Dbghelp庫(kù)提供了豐富的調(diào)試API。StackWalk應(yīng)該是進(jìn)行?；厮葑钪苯拥囊环N接口了，但是它不夠快。如果能先記錄下調(diào)用棧上的CALL指令地址，然后在輸出日志時(shí)解析出符號(hào)，將會(huì)大大降低檢測(cè)機(jī)制對(duì)程序本身性能的影響。Dbghelp庫(kù)中提供了Sym*FromAddr系列API，可以通過(guò)指令地址獲取函數(shù)符號(hào)，那么剩下的就是如何記錄指令地址的問(wèn)題了。從網(wǎng)上借了一張x86調(diào)用棧示意圖，如下：

     從圖中可以看出，Callee的EBP始終指向Caller的EBP，EBP下面是指向Caller下一條指令（注意x86體系下棧的增長(zhǎng)方向是小地址），因此通過(guò)EBP就可以回溯整個(gè)調(diào)用棧了。通過(guò)下面代碼可以實(shí)現(xiàn)此功能：

     宏參數(shù)frame是個(gè)void*指針數(shù)組，數(shù)組的大小取決于想要回溯的棧深度。內(nèi)存分配和回收的包裝代碼如下：

     我們看到，內(nèi)存管理系統(tǒng)內(nèi)部終究還是要使用語(yǔ)言提供的內(nèi)存分配/釋放API，只要配對(duì)實(shí)現(xiàn)了分配與釋放管理，系統(tǒng)內(nèi)部的無(wú)泄漏是很容易保證的。在這里著重講解原理，就不重載new/delete operator了。最后看一下調(diào)用棧函數(shù)符號(hào)的回溯代碼：

     我們用下面代碼做測(cè)試用例：

     泄漏檢測(cè)結(jié)果：

參考：

[1] Using DbgHelp

[2] Intel x86 Function-call Conventions - Assembly View

posted on 2013-10-26 08:55 Heath 閱讀(4423) 評(píng)論(4)  編輯 收藏 引用 所屬分類(lèi): Game Development